黑土区耕地产能评估技术规程DB15／T 3610—2024.pdf

ICS 65.020.01 CCS B 10 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 3610 2024 黑土区耕 地 产能评 估技术规 程 Technical code of practice for productivity evaluation of cultivated land in black soil area 2024-07-22 发布 2024-08-22 实施 内蒙古自 治区市 场 监督管理 局 发 布 DB15/T 3610 2024 I 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标 准化 工作 导则 第1 部分：标准 化文 件的 结构 和起草 规则 的 规 定起草。本文件 由 内 蒙古 自治 区农 牧厅 提 出。本文件 由 内 蒙古 自治 区农 业标准 化技 术委 员会（SAM/TC 20）归 口。本文件 起草 单位：内蒙 古 自治区 农牧 业科 学院、北 京市农 林科 学院 信息 技术 研究中 心、内 蒙古 自治区农牧 业生态 与资 源保护 中心、内蒙古 大学、通辽 市农牧 业发展 中心、呼伦 贝尔市 农业技 术推 广中心、科尔沁 左翼 中旗 农业 技术 推广中 心、兴 安盟 农牧 技 术推广 中心、呼伦 贝尔 市 农牧业 综合 执法 支队、莫 力达瓦达 斡尔 族自 治旗 农牧 业机械 化发 展中 心、额尔 古纳市 农牧 业事 业发 展中 心、陈 巴尔 虎旗 农牧 和 科 技技术推 广中 心、科右 前旗 农牧业 科学 技术 发展 中心。本文件 主要 起草 人：顾晓 鹤、高 娃、路战 远、王建 国、周 静平、戴 玉、刘桂 华、王 璐、乔志 刚、刘宏金、武 岩、矫 丽娜、陈 丽芳、金 宝、叶 君、田亚 楠、唐鸿 博、刘 曲园、杨 金福、李 百壮、郭艳 群、庞国辉、郭有 纯、王丽、乌 日娜、刘健、刘 红刚、车 宇辉。DB15/T 3610 2024 1 黑土区耕 地产能 评估技术 规程 1 范围 本文件 规定 了黑 土区 基础 条件准 备、耕地 估产 模型 构建和 耕地 产能 评估 等方 面的技 术要 求。本文件 适用 于黑 土区 县域 尺度耕 地产 能评 估，包括 呼伦贝 尔市、兴 安盟、通 辽市和 赤峰 市。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；不注 日期 的引 用文件，其 最新 版本（包 括所有 的修 改单）适 用 于 本文件。GB/T 15968 遥 感影 像平 面图制 作规 范 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。耕地产 能 cultivated land productivity 指 在 目 前已 有 的生 产 条件和 自 然 环境 下 单位 面 积耕地 实 际 生产 粮 食的 能 力。耕 地 的 产能 水 平是 以耕地地 块为 单元，不 少于10 年产 量的 均值 来表 示，产 能水平 稳定 性用 多年 产量 的 标准 差来 表示。归一化 植被 指数 normalized difference vegetation index（NDVI）遥感影 像中，近 红外 波段 的反射 值与 红光 波段 的反 射值之 差比 上两 者之 和。4 基础条 件准 备 基础数 据准 备 4.1.1 卫星遥 感影 像 4.1.1.1 多光谱 卫星 影像 卫星影 像具 备蓝 光波 段（400 nm 500 nm）、绿光 波 段（500 nm 600 nm）、红光波 段（600 nm 680 nm）、红边 波段（680 nm 760 nm）、短波 近红 外 波段（760 nm 1100 nm）、长波 近红 外波 段（1100 nm2500 nm），空 间分 辨 率30 m 以 内，每年6 月上 旬 至8月 下旬 的作 物生 长旺 盛 期为作 物遥 感估 产的 适宜时期，从 中选 择三 个不 同时期 的影 像作 为估 产模 型构建。4.1.1.2 影像质 量 DB15/T 3610 2024 2 耕地范 围内影 像无 云遮挡，传感 器条带 噪声 为0，影 像噪点 1%，波段 无缺失，边缘 无畸变，空 间位置准 确，几何 校正 精度 达到0.5 个 像元 以内，地 物 特征清 晰。4.1.2 基础地 理数 据 县域1:50000 行 政边 界数 据。4.1.3 土地利 用数 据 县域1:50000 耕 地空 间分 布 数据。4.1.4 样本数 据 近10年 的历 史作 物单 产样 本数据，不 少于30 个 样本，要 素 包括 经纬 度位 置、产量数 据；每个 作物 单产样本 地块 面积 1.33 hm2，地 块规 整。软硬件 要求 4.2.1 软件要 求 具备卫 星遥 感影 像处 理的 基础功 能，包括 大气 校正、几何 纠正、影 像解 译、波段运 算、统计 分析 等功能，如ENVI 或ERDAS 或ArcGIS等。4.2.2 硬件要 求 CPU2.9 GHz 以上，内 存8 G 以上，硬盘500 GB 以 上性 能的计 算机。5 估产模 型构 建 种植作 物区 提取 利用ENVI5.3 等软 件提取 作 物数据。分年 度结 合野外 样本点 数据，对近10 年的10 幅分类 结果 分别进行混淆矩阵精度验证，精度验证指标包括总体精度（Overall Accuracy）和Kappa 系 数（Kappa Coefficient）。估产模 型 基 于 地 块的 野 外调 查 样本点 单 产 数据 和 不同 时 期卫星 影 像 数据 进 行作 物 单产模 型 构 建，模 型构 建方法采 用偏 最小 二乘 回归（partial least squares regression,PLSR)。以 耕地地 块野 外实 测样 本点单产数 据作 为被 解释 变量，以 代表 作物 生长 期内 生 长发育 状况 的 植 被指 数指 标（NDVI，由近 红外 和红 光波段组 合而 成）为解 释变 量，建 立多 元回 归模 型：(1)式中：Y 为 地块 实测 单产；、为 参数；、分 别为 作物生 长 旺盛期 内的 三个 关键 物候 期的；为 方程 常数 项。模型精 度评 价 DB15/T 3610 2024 3 采用留 一交 叉验 证法 进行 模型精 度评 价。模型 的预 测 精度采 用稳 定性 和预 测能 力2个 评价 指标 解释，稳定性 用决 定系 数R2检验（优于0.5），预测 能力 用 实测值 与预 测值 的均 方根 误差RMSE 检 验。6 耕地产 能估 算模 型构 建 耕地地 块产 量标 准化 将 作 物 分 类图 采 用ArcGIS 软 件 掩 膜 功能 做 成 掩膜 数据 以 避 免 其他 地 物 干扰，以 地 块 为 单位 对 作物进行产 量估算，通 过空间 运算得 到地块 的产 量。并 以耕地 地块为 基础 进行分 区统计，得到 地块 的产量。对每一 年的 地块 产量 进行 标准化：(2)式中：为 该地 块某 一年的 产 量标准 化值；为 该地 块产 量；为 同一 年中 产量最 大 值；为 同一 年中 产量最 小 值。耕地产 能计 算 采用耕 地多 年产 量均 值表 征耕地 产能 水平，均值 高 表示产 能水 平高，呈正 相 关；耕地 产能 的计 算公式：(3)式中：为耕 地产 能；为 该地 块某 一年 的产 量标准 化值；为参 与遥 感估 产的 总 年数。耕地产 能稳 定性 计算 采用耕 地多年 产量 标准差 反映耕 地产能 的稳 定性，标准差 高表示 年际 变异度 大，产 能水平 不稳 定，呈负相 关。耕地 产能 的稳 定性评 估公 式：(4)式中：为耕 地产 能的 稳定 性；为该 地块 某一 年的 产 量标准 化值；为该 地块 多年 产量 标 准化后 的均 值；为参 与遥 感估 产的 总 年数。7 耕地产 能评 估 耕地产 能分 级 DB15/T 3610 2024 4 对多年 标准 化后 的产 能结 果分级，采 用偏 正态 统计 理论的 双阈 值划 分策 略，确定基 于地 块的 产能 分级方法。根据 耕地 产能 的 最大值、最小 值、均 值、标准差，将耕 地产 能分 为 较低、中等、较 高、高四 个等 级。具体分 级情 况见 表1。表1 黑土区 耕地 产能 分级 标准 产能等级 分级区间 较低）中等）较高,）高,耕地产 能稳 定性 分级 根据耕 地产 能稳 定性 的最 大值、最 小值、均 值 和标准 差，将耕 地产 能稳 定性 分 为非 常稳定、较稳 定、稳定、不 稳定四 个等 级见 表2。表2 黑土区 耕地 产能 稳定 性分 级标准 产能稳定性等级 分级区间 非常稳定）较稳定）稳定,）不稳定,产能制 图 基于 黑土区耕地 产能分级标准 和稳定性分 级标准，按照GB/T 15968 制作县域尺度 耕地产能分 布图和耕地 产能 稳定 性分 布图。